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我国防腐涂料现状与发展趋势

2021-08-18 来源:广州农业机械网

我国防腐涂料现状与发展趋势

防腐涂料包括工业防腐涂料、船舶涂料和集装箱涂料。据估算,2002年我国由于腐蚀造成的经济损失约5000亿元,因此防腐涂料发展速度很快,其市场规模仅次于建筑涂料。2002年中国防腐涂料总产量53万吨,其中工业防腐涂料产量25万吨,销售额50亿元;船舶涂料产量16万吨,销售额30亿元;集装箱涂料12万吨,销售额22亿元。

现状:多种新型、特种防腐涂料被开发和推广

工业防腐涂料大量应用石油化学工业,主要用于输油输气管道防腐、化工厂设备装置、地坪及城市污水处理等。近年来,我国工业防腐涂料在传统防腐涂料的基础上开发了许多性能优良的新型防腐涂料,如高固体分涂料、长效防腐涂料、磷片防腐涂料、粉末涂料、无溶剂涂料、水性防腐蚀涂料、含氟涂料等。此外,也开发了一些特种防腐涂料品种如高温防腐涂料、抗静电涂料、高弹性涂料、无毒涂料等。

氯化高聚物防腐涂料具有良好的对水和氧气的屏蔽效果,目前仍是防腐涂料中的一大品种。常用的氯化高聚物有氯化石蜡、氯化橡胶、氯化聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、氯磺化聚乙烯等)。最近国内也推出氯醚树脂(氯乙烯/乙烯异丁基醚共聚物),该树脂制成的涂料避免了普通氯化高聚物涂料需引入增塑剂引起的长久散失而使涂膜变脆现象,耐久性得到提高。

环氧涂料即环氧富锌底漆,采用锌粉作防锈颜料配制而成,而常用作临时底漆、工厂维修和船舶进坞的维护底漆。以少量硅酮树脂与环氧树脂混合可制成耐热防腐涂料。加入不锈钢粉末可制成具有耐磨性和耐盐雾性的环氧涂料。酚醛改性的环氧粉末涂料可提高耐酸性。在环氧涂料中引入微细片状玻璃粉填充料可制成优良防渗透效果的重防腐涂料。采用复合铁钛粉作防锈颜料制成的环氧涂料,具有多种色彩,性价比高。

无机富锌底漆有溶剂型和水性型两类。前者是以硅酸钠为基料,后者是以正硅酸乙酯为基料的。以正硅酸乙酯与锌粉(质量含量为70%~90%)制成的富锌涂料,锌粉具有阴极保护作用,所以该涂层有好的耐热性、耐磨性和耐溶剂性,同时有强的防锈性。其缺点是涂膜韧性差,往往需加一些有机树脂进行改性。例如一种耐高温、重防腐的新型涂料—HWE型无机硅酸锌底漆已开发成功。

聚氨酯涂料按包装形式可分为单组分湿固化聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料两类。单组分湿固化聚氨酯涂料为异氰酸基的预聚物,其优点是使用方便,可以避免现场配制的麻烦;缺点是色漆制造比较复杂,需要特殊的工艺方法,成品的储存期限一般也较短。双组分聚氨酯涂料包括多羟基组分与多异氰酸酯两组分,在使用前将两组分混合,由多羟基组分中的羟基与多异氰酸酯组分中的异氰酸根反应而交联成膜。其优点是耐热、耐水和耐油性良好,缺点是耐碱性较差。

高固体分涂料是工业防腐涂料的发展方向。目前,国外已研制出固体质量含量很高(达95%)的防腐涂料,该涂料性能优越,已在油气田及水电工业中得到应用,并取得很好效果。国内有研究报道,采用改性环氧和聚氨酯预聚物制备的高性能、高固体分涂料其固含量达97%,涂料一次涂敷厚度在150μm以上,同等条件下涂层中针孔数量比普通防腐涂料少2/3以上。另外它与普通防腐涂料相比有以下优异性质,可挥发成分含量极小,高压下抗渗透性强;固化时间短,涂层光滑致密,抗冲击强度好;具有良好的抗流挂性质,施工工艺性能较好。

趋势:无污染、无公害、节省能源、经济高效

防腐涂料总的发展趋势是在现有涂料的成果基础上,遵从无污染、无公害、节省能源、经济高效即所谓“4E”原则。

防腐涂料技术整体设计的无公害化。即在研发时应考虑到涂料自身的组成成分(成膜物质、防腐颜料、溶剂及助剂)、原材料的合成及涂料生产过程、基材预处理过程、施工过程等整体的无公害化。

无公害或低公害的水性、高固体分、无溶剂及粉末防腐涂料的推广。

无机富锌涂料是水性防腐涂料的重要品种,主要用作底漆,具有优异的防腐性能。高固体分与无溶剂涂料体积固含量在60%或质量固含量在80%以上的涂料称为高固体分涂料。高固体分涂料是近几年来低污染涂料中发展最快、应用最广的品种,目前已有向固含量100%即无溶剂涂料推进的趋势。无溶剂涂料又称活性溶剂涂料,对环境污染少,无溶剂体系通常粘度较高,需采用特殊的施工工具和工艺,尚在发展之中。喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)是国外近年来为适应环保要求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的喷涂施工技术,目前国内也有相应的技术开发出来,是前景较为广阔的防腐技术。粉末涂料在防腐工程上常用的是环氧粉末涂料,其耐冲击性及吸湿性方面有待改善和提高。国内生产的管道防腐环氧粉末涂料在贮存稳定性及涂覆施工性方面,与国外优质产品相比尚有一定差距。环氧粉末涂料是新建管道防腐工程的首选防腐涂料品种。低温固化树脂的应用日趋普及,超耐候性树脂的耐久性进一步提高,出现了聚酯/丙烯酸粉末涂料等混合型新品种,还开发出了超耐候性和超耐久性的氟树脂粉末涂料以及180~200℃/20min固化条件的用多异氰酸酯固化的羟基氟树脂粉末涂料。在固化剂的使用方面,欧美近年已逐渐取消了有毒的TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)的应用,改用羟烷基酰胺等。

防腐涂料向高性能及多功能化方向发展。有机硅改性聚氨酯和有机氟改性聚氨酯涂料、氟树脂涂料等高性能涂料是防腐涂料发展的另一重要方面。发展趋势是对使用寿命长要求达到10年甚至15年以上,而且适用非常苛刻的腐蚀环境。防污涂料的防污寿命在5年以上。多功能防腐蚀涂料也迅速发展,如太阳能屏蔽防腐蚀涂料、阻尼防腐蚀涂料、耐候防腐蚀聚氨酯涂料、可剥性防腐蚀涂料、阻燃导静电耐温防腐蚀涂料等。

加强涂料和涂装一体化的质量管理体系。完整的涂料技术开发、施工和服务管理体系是获得预期防腐目标的基本保证。一个程序化的涂料开发和生产过程管理、合格的人员培训和认证管理、涂装现场的管理体系的建立和完善,是我国防腐涂料领域面临的巨大挑战。

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